机械行业“人形机器人的Optimus时刻”系列（一）：空心杯电机小巧高效，灵巧手赋能全新市场-20230723-华创证券-33页_3mb

空心杯电机与人形机器人产业分析总结

核心内容

空心杯电机作为一种微型伺服直流电机，因其独特的无铁芯空心杯状转子结构，具备高效率、高转速、快速响应、长寿命、体积小和运行稳定等性能优势。这些特点使其在机器人、医疗器械、无人机、自动化设备等高端制造领域广泛应用，成为技术升级和市场拓展的重要推动力。

主要观点

1. 性能优势显著
   空心杯电机在效率、转速、响应速度、寿命和体积等方面远超传统电机，尤其是其无铁芯结构大幅减少电能损耗，同时提高控制精度和系统稳定性。

2. 市场空间增长迅速
   全球空心杯电机市场在2022年达到7.48亿美元，预计到2028年将增长至11.86亿美元，年复合增长率（CAGR）为7.98%。中国作为全球最大市场，预计2028年市场份额将提升至39.88%，达4.73亿美元。

3. 海外厂商主导市场
   当前市场由Maxon Motor、Faulhaber等海外厂商主导，CR3占据55.43%的市场份额。其技术专利、研发能力、产品种类和全球化销售网络是主要竞争优势。

4. 人形机器人推动市场增量
   特斯拉Optimus和小米Cyber One等人形机器人项目启动，推动空心杯电机需求增长。预计到2025年，空心杯电机将因特斯拉Optimus项目带来近百亿增量市场空间。

5. 国内厂商潜力巨大
   国内企业如鸣志电器、江苏雷利和伟创电气在空心杯电机领域具备技术实力和成本优势，有望通过国产替代进一步拓展市场。

关键信息

• 技术优势：空心杯电机采用斜绕组、多换向片等设计，提高效率和性能，降低机械惯量和电感。
• 市场格局：全球市场由海外厂商主导，但中国作为最大市场，未来增长潜力巨大。
• 人形机器人驱动：特斯拉Optimus采用“电机驱动+腱绳传动”方案，预计2025年交付100万台，为空心杯电机带来显著增量。
• 国内厂商发展：鸣志电器通过收购Tmotion拓展空心杯电机业务，江苏雷利自研绕线设备降低成本，伟创电气布局全球化销售并聚焦机器人核心零部件国产化。

行业投资策略

• 投资评级：给予空心杯电机行业“推荐”评级。
• 重点关注公司：
  • 鸣志电器：国内电机龙头，具备全球化销售渠道和定制化生产能力，技术全球领先。
  • 江苏雷利：微特电机企业，自研绕线设备降低成本，产品进入核心客户样品测试阶段。
  • 伟创电气：专注工控领域，建立“区域+行业”营销体系，空心杯电机具备高转速、高扭矩和低噪音等优势。

风险提示

• 人形机器人产业化进展不及预期。
• 国内厂商产品开发进度和核心客户导入不及预期。
• 原材料价格上涨带来的成本压力。
• 市场竞争加剧可能影响盈利空间。

重点公司盈利预测与估值

行业基本数据

• 股票家数：592只
• 总市值：46,382.23亿元
• 流通市值：34,720.07亿元
• 市值占比：0.08%（股票家数） / 5.04%（总市值） / 4.91%（流通市值）

相对指数表现

• 1M：-0.6%
• 6M：0.7%
• 12M：-4.0%
• 相对表现：0.5% / 9.3% / 5.8%

投资逻辑

随着人形机器人产业的兴起，空心杯电机作为关键部件，市场空间大幅扩展。国内厂商凭借技术积累和成本优势，有望在特斯拉等企业引入国产供应链的过程中受益，推动空心杯电机的国产替代进程。

图表目录

• 图表1：空心杯电机与传统直流电机对比
• 图表2：传统直流电机结构
• 图表3：空心杯电机结构
• 图表4：不同永磁体的功率密度
• 图表5：不同永磁体的退磁曲线
• 图表6：不同绕组电枢对比
• 图表7：换向片数量影响效能
• 图表8：空心杯电机最大效率
• 图表9：空心杯电机转速更快
• 图表10：空心杯电机机械时间常数更小
• 图表11：空心杯电机寿命更长
• 图表12：空心杯电机体积小
• 图表13：空心杯电机下游应用领域
• 图表14：全球空心杯电机市场规模
• 图表15：2021年全球空心杯电机产品结构
• 图表16：中国空心杯电机市场规模
• 图表17：2021年空心杯电机市场地区占比
• 图表18：空心杯电机主要制造商
• 图表19：空心杯电机国内外厂商差距
• 图表20：特斯拉人形机器人进化迭代
• 图表21：Cyber One产品介绍
• 图表22：16mm空心杯电机产品对比
• 图表23：机器人灵巧手的发展
• 图表24：灵巧手三种传动方式
• 图表25：灵巧手驱动方式对比
• 图表26：特斯拉灵巧手解决方案
• 图表27：特斯拉Optimus赋予空心杯电机新增市场测算
• 图表28：Maxon Motor发展历史
• 图表29：Maxon Motor近十年营收情况
• 图表30：空心杯电机一体化解决方案
• 图表31：Maxon中国生产基地
• 图表32：Faulhaber推出定制化服务
• 图表33：Maxon推出空心杯电机在线配置功能
• 图表34：Maxon与Enchanted Tools推出Miroki人形机器人
• 图表35：Maxon针对人形机器人机械手拥有成熟方案
• 图表36：Maxon与ST开发机器人精密电机控制套件
• 图表37：鸣志电器营收情况
• 图表38：鸣志电器归母净利润情况
• 图表39：鸣志电器毛利率和净利率
• 图表40：鸣志电器海内外业务占比
• 图表41：T motion具备强大的电机及控制技术
• 图表42：公司全球营销网络
• 图表43：鸣志电器定制化能力
• 图表44：鸣志电器空心杯电机定制化模块
• 图表45：江苏雷利营业收入情况
• 图表46：江苏雷利归母净利润情况
• 图表47：江苏雷利毛利率和净利率情况
• 图表48：江苏雷利分行业毛利率
• 图表49：江苏雷利核心客户
• 图表50：江苏雷利空心杯电机已覆盖16mm~42mm
• 图表51：绕线机绕线工作过程
• 图表52：伟创电气营业收入情况
• 图表53：伟创电气归母净利润情况
• 图表54：“区域+行业”的营销体系
• 图表55：海内外业务占比及毛利率
• 图表56：伟创电气海外营收情况
• 图表57：相关公司盈利预测（2023年7月21日）

报告亮点

1. 结构与性能优势分析：详细拆解空心杯电机结构，对比传统电机，突显其在效率、转速、寿命和体积方面的优势。
2. 市场增长与竞争格局：分析全球与中国空心杯电机市场增长趋势，指出海外厂商占据主导地位，国内厂商具备替代潜力。
3. 人形机器人带动增量：以特斯拉Optimus为例，测算其对空心杯电机市场带来的增量空间，强调国产供应链的重要性。
4. Maxon Motor复盘：总结其三大核心优势，包括产品模组化、销售国际化和设计可定制化，为国内厂商提供借鉴。
5. 国内厂商发展路径：分析鸣志电器、江苏雷利和伟创电气在技术、成本和市场方面的竞争优势，提出关注建议。

投资主题

• 空心杯电机与人形机器人协同发展：空心杯电机作为人形机器人核心部件，其市场需求与机器人产业化进程紧密相关。
• 国产替代机遇：国内厂商在成本和定制化方面具备优势，有望在特斯拉等企业推动下实现空心杯电机的国产替代。
• 技术与市场双轮驱动：技术迭代提升性能，市场拓展扩大规模，推动行业持续增长。

未来展望

随着人形机器人技术的成熟和成本的降低，空心杯电机作为核心部件，将迎来广阔市场空间。国内厂商在技术积累和成本控制方面具备显著优势，有望在国际市场上取得更大突破。